その後は再び大西洋船団と北極海を行く 援ソ船団の護衛を行った。1941年9月には一時的に地中海へ向かい、マルタ島への輸送を行うハルバード作戦に護衛艦艇の一隻として参加している。1943年6月に第24駆逐艦戦隊（24th Destroyer Flotilla）へ移籍し、7月に シチリア島への上陸作戦（ハスキー作戦）へ参加した。続いてレッジョ・ディ・カラブリアへの上陸（ベイタウン作戦）を支援、9月のサレルノ上陸（アヴァランチ作戦）にも参加している。以降も11月までイタリア西岸で哨戒と支援を継続した。
731部隊における人体実験は通常、生体解剖を意味した。これは被験者が死亡してしまうと人体に雑菌が入るため、人体に雑菌が入らないうちに解剖して臓器などを取り出す必要があったからであるとする。元731部隊員で中国の撫順戦犯管理所に1956年まで拘留され帰国後は中国帰還者連絡会（中帰連）会員として活動してきた篠塚良雄は、当時14歳の少年隊員として「防疫給水部」に配属され、ペスト患者の生体解剖に関わったという。篠塚は帰国後、高柳美知子との共著の中で、中国人マルタの生体解剖の様子を次のように語っている。「ワクチンなしでペスト菌を注射されたその男性は（中略）、2、3日後には、高い熱が出て顔色が悪くなり、その翌日くらいには瀕死の状態で顔が黒っぽく変わっていきました。（中略）この男性はまだ息のある状態で裸のまま担架に乗せられ、私たちが待機している解剖室に運ばれてきました。（中略）大山軍医少佐から「はじめよう」の命令がでました。細田中尉が、目でメスをわたすように私に合図します。足かせ手かせで固定された男は、カッと目を見開き、この凶行を確かめるように首を回しましたが、体の自由はききません。男は無念の涙を目にたたえ、天井の一点を見つめています。何か叫びを発しようとしているようですが、乾ききった口からは声は出ず、わずかに口を動かすだけです。男の首をなで回していた細田中尉が、右手のメスでズバリと頸動脈に沿って切り下げました。血がジューッと流れ出しました。男は、ペスト病の苦しみと、切りさいなまれた痛さで首を左右に振り回します。そのたびに顎にかかっている首かせが食い込み、ついにガクリと首をたれ失神しました。私はあわてて血を抜き取りました。（中略）ビタカン（ビタミン剤とカンフル剤を混合したもの）を4本打っても、男の鮮血を絞ることはできません。「鬼子ッ！」男は憎しみの火と燃える一言を絞り出すとスーッと顔色が代わり、呼吸が止まりました。「解剖刀をよこせ」細田中尉は、解剖刀を逆手に握ると、上腹部から下腹部へ得意然として切りさいなみ、骨を切るノコギリを引いて肋骨を引き切り、内臓の全部を露出させました。」生体実験では、日本人が犠牲になることもあったという。篠塚はペストに感染した友人の少年隊員であった平川三雄の生体解剖に立会った時の様子を、次のように語っている 。「平川三雄は、すでに特別班の隊員によって真っ裸にされ、解剖台にかつぎ上げられているところでした。（中略）うつろに開かれた眼には涙が溢れ、口をダラリと開けてハーハー苦しそうに息をはき、そのたびごとにビクビク腹を波うっていました。（中略）「少佐殿、少佐殿」平川の必死な叫びが、部屋にむなしく響きます。私の頭の中には、石井部隊に入隊するとき、「三雄と仲良くしてやってネ」と私の手に小さなくだもの籠をわたしてくれた平川の母親の顔が浮かびました。また、それ以来、共に過ごした生活が渦を巻いて脳裏に押し寄せてきました。「助けてやりたい」そう思った私の手が、止血剤を取ろうと薬物箱に伸びようとした瞬間、平川の全身をつつきまわして検査していた大山少佐の命令がかかりました。「はじめろッ」（中略）江川技手は、解剖刀を逆手に握ると上腹部を刺しました。「助けてくれーッ」平川の口からうめきがもれると、江川技手の手が震えました。「その態はなんだ」後ろから一喝を食った江川技手は、サーッと解剖刀を下にひくと、かえす刀で胸部の皮膚をさきはじめました。血は解剖台の血流しを通じて、下にボタボタ流れ出しました。「畜生！」平川の口から、血をしぼる叫びが出ました。それと同時に、解剖台上に内臓がズッズーッとはみ出て、彼は絶命しました。」（なお篠塚は、当時若かった自分の罪を悔やんでいるとして、2007年には中国のハルピンへ行き、遺族や被害者に謝罪をしている。田辺敏雄は、こういった中帰連関係者などの証言について、撫順戦犯管理所での「教育」によって「大日本帝国による侵略行為と自己の罪悪行為」を全面的に否定（自己批判）させられた者の証言であるとして、信憑性を疑問視している）。上田弥太郎は手記の中で、人体実験を行った時の様子を次のように描写している。すでに紫藍色を呈して冷たくなりかかった手が入口に出された。私は嬉しさと勝利感でいっぱいだった。「班長は、どんなに結果を期待しているだろう」と言い表すことのできない興奮を抑えて、注射器を手に取った。注射器はぷすりと鈍い音を立てて、肘静脈に刺された。赤黒い血液が注射器の中に吸い込まれていく。3cc～５㏄、彼の顔はしだいに蒼ざめ、もううめき声さえも聞こえない。喉がひーひーと虫の啼くような音を立てている。耐え難い屈辱と憤りの眼は、まばたきもせず私は睨んでいる。しかし、そんなことはどうでもよいのだ。だた10㏄の血液を採りさえすれば・・・、これがいわゆる研究に携わる者の悦びでありまた天職なのだ。人の死の苦しみも私には何ら同情するに値しない。手早く血液を処理し、再び監房の中を覗いてみた。彼は引きつった顔を時々ピクッピクッと痙攣させて、呼吸も次第に浅くなり、チェンストーク氏呼吸（死の前に起こる呼吸状態）に入った。同じ運命にある同房者はたまらなくなったのか流れる水を汲んで、まさに逝かんとする同胞の口に注ぎ込んでいる。ああ、何という暴虐！」